DE2446856A1

DE2446856A1 - Steuereinrichtung fuer die kraftstoffzufuhr bei einem einspritzmotor

Info

Publication number: DE2446856A1
Application number: DE19742446856
Authority: DE
Inventors: Masanori Hanaoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-05-22
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1975-11-27
Also published as: GB1483204A; JPS50148722A

Description

Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr bei einem Einspritzmotor

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Kraftstoffzufuhr bei einem Einspritzmotor.

Die Erfindung soll Anwendung finden bei einem Verbrennungsmotor mit Kraftstoffeinspritzung, bei dem Einspritzdüsen den Kraftstoff in das Innere des Ansaugkanals einspritzen. Es sind bislang viele Entwicklungsarbeiten auf diesem Gebiet durchgeführt worden, speziell auf dem Gebiet der elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzung. Demgegenüber sind Weiterentwicklungen auf dem

ι ->
Gebiet konventioneller, mit Vergasern ausgerüsteter Motoren in

den Hintergrund getreten/

Bei den erwähnten Einspritzmotoren wird das Luft zu Kraftstoff-Verhältnis entsprechend den Änderungen in den Betriebsbedingungen des Motors, z.B. 5 : 1 - 7 : 1 beim Starten eines kalten Motors' und etwa 15:1 während des normalen Betriebes des warmen Motors,

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O8B KABEL: PROPINDUS- TELEX O1 84067

MÖNCHEN: TELEFON <O8O) 325888. KABEL: PROPINDUS · TELE* OB24244

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in der Ansaugleitung hergestellt und das Gemisch dann dem Motorzylinder zugeleitet. Dies bringt verschiedene Vorteile mit sich. Der Motor kann im Vergleich zu einem konventionellen, mit Vergaser ausgestatteten Motor einfacher in Betrieb gesetzt werden, Schadstoffe in den Abgasen sind in ihrer Menge erheblich herabgesetzt und der Motor hat eine höhere Leistung.

Um ein solches Mischungsverhältnis entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors herzustellen, ist es notwendig, die Flussgeschwindigkeit der im Ansaugkanal angesaugten Luft präzise zu messen, da die Menge des in die Ansaugleitung einzuspritzenden Kraftstoffs sich nach der Menge der angesaugten Luft richtet, um eine Mischung mit dem benötigten Luft/Kraftstoff verhältnis zu bilden.

Bei der Mehrzahl der bislang üblichen Einspritzmotoren wird das Verhältnis zwischen dem Unterdruck in der Ansaugleitung und der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft zuvor festgestellt. Die Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft wird in der Ansaugleitung auf der Basis des eben erwähnten, zuvor festgestellten Zusammenhangs bestimmt. Es ist jedoch schwierig, die genaue Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft zu bestimmen, da die Flussgeschwindigkeit nicht direkt gemessen werden kann. Weiterhin sind Motoren bekannt, bei denen zur Reinigung der Abgase diese in den Motor rezirkuliert werden, um den Schadstoffanteil in den Abgasen herabzusetzen. Dabei wird ein Teil der Auspuffgase in die Ansaugleitung geführt, der Unterdruck in der Ansaugleitung ändert sich daher unabhängig von der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft. Bei einem Motor, bei dem in vorerwähnter Weise eine Abgasrezirkulierung stattfindet, ist es daher unmöglich, die Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft über die Messung des Unterdrucks in der Ansaugleitung zu bestimmen.

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Zur Überwindung dieser Nachteile ist bereits eine Einrichtung zum direkten Messen der Flussgeschwindigkeit der Ansaugluft bekanntgeworden (japanische Gffenlegungsschrift 36 201/71), die ein pneumatisches Ventil enthält, das schwenkbar an der Innenwand der Ansaugleitung oberhalb der Drosselklappe angeordnet ist. Die Anordnung umfasst weiterhin ein Nadelventil, das starr an der Ansaugleitung befestigt ist und das dem pneumatischen Ventil zugeordnet ist. Ausserdem ist ein pneumatischer Zeitschalter vorgesehen, der über das Nadelventil mit einer Kammer verbunden ist, die zwischen dem pneumatischen , Ventil und der Drosselklappe ausgebildet ist. Da jedoch diese Vorrichtung mechanisch bewegliche Teile aufweist, ist es sehr schwierig, die Messgenauigkeit bei der Bestimmung der Flussgeschwindigkeit der Ansaugluft zu vergrössern. Darüber hinaus liegt ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung darin, dass sie sich in Massenproduktion nur sehr schwierig herstellen lässt, da sich dabei stets unterschiedliche Genauigkeitsgrade ergeben. Darüber hinaus ist die Lebendauer derartiger Vorrichtungen sehr kurz.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das Luft/Kraftstoffverhältnis präzise geregelt werden kann, ohne dass dabei Nachteile der vorerwähnten Art in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in der Ansaugleitung ein Fühler zum Messen der Flussgeschwindigkeit der Ansaugluft angeordnet ist, dem ein Umsetzer zum Umwandeln der gewonnenen elektrischen Messgrösse in eine Steuergrösse für die Regelung der in die Ansaugleitung einzuspritzenden Kraftstoffmenge nachgeschaltet ist.

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Die Flussgeschwindigkeit der Ansaugluft wird vorzugsweise durch Messung der Frequenz des Auftretens der Karmän-Wirbel auf der Windschattenseite eines Stabes bestimmt.

Diese und andere Ausführungsformen der Erfindung und ihre Vorteile sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine Obersichtszeichnung,teilweise im Schnitt, eines Einspritzmotors und eine Steuereinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung in ähnlicher Darstellung.

Fig. 3 zeigt in vergrössertem Massstab einen Längsschnitt durch Fig. 1 in dem mit dem Pfeil A bezeichneten Bereich.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, durch Fig. 3.

Fig. 5 bis 7 zeigen Querschnitte verschiedener Ausführungsformen des Stabes, der als Fühler für die Ermittlung der Flussgeschwindigkeit dient. Sie zeigen zugleich verschiedene Möglichkeiten zur Festigkeiten der Detektoren an der Stange.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Stange und einer anderen Befestigungsart der Detektoren.

Fig. 9 illustriert schematisch, wie die Karmän-Wirbel auftreten.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Einspritzmotors mit Steuereinrichtungen gemäss der Erfindung, bei denen sich nur die Messwertumse.tzer voneinander unterscheiden. Identische Teile sind mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderblock 3 mit einem Kolben und einem Einlassventil 2. Der Zylinderblock 3 ist weiterhin mit einer Ansaugleitung 4 ausgestattet, in die die angesaugte Luft aus der Umgebung über ein Luftfilter 5 angesaugt wird. Eine Drosselklappe 6 zur Regelung der angesaugten Luftmenge ist in der Ansaugleitung 4 angeordnet, ein Kraftstoffeinspritzer ist nahe dem Einlassventil 2 in der Ansaugleitung 4 angeordnet. Jeder Zylinder des Motors ist gewöhnlich mit einem Kraftstoffeinspritzer 7 ausgestattet. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffeinspritzer 7 über ein Kraftstoffzuführungssystem über eine Kraftstoffleitung 8 zugeleitet. Das Kraftstoffzuführungssystem besteht aus einem Kraftstofftank 9, einer Kraftstoffpumpe 10, einem Druckregulierventil 11 und zwei Filtern 12 und 13. Der im Tank 9 vorhandene Kraftstoff wird aus dfesem von der Pumpe 10 über das Niederdruckfilter 12 herausgepumpt und dann über das Hochdruckfilter 13 der Kraftstoffleitung 8 zugeleitet.

Das Druckregulierventil 11 ist vorgesehen, um den üblichen Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 8 auf einen konstanten Wert zu halten, z.B. auf 2 kg/cm . Dem Kraftstoffeinspritzer wird auf diese Weise gewöhnlich Kraftstoff unter konstantem Druck zugeleitet.

Der Kraftstoffeinspritzer 7 der vorliegenden Erfindung besteht aus einem die Einspritzmenge regulierenden Kreis, z.B. aus einem Elektromagneten und einem Nadelventil, und wird in einer solchen Weise betätigt, dass, wenn ein elektrischer Strom dem Elektromagneten zugeleitet wird, die Nadel von der Magnetkraft

betätigt wird, wodurch Kraftstoff eingespritzt wird. Die eingespritzte Menge hängt nicht von einer etwaigen Änderung der
dem Magneten zugeführten elektrischen Stromstärke ab, sie
hängt jedoch von der Zeitdauer ab, in der dem Elektromagneten Strom zugeführt wird.

Der Fühler 14 zum Bestimmen der Flussgeschwindigkeit gemäss der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Drosselklappe 6 und dem Luftfilter 5 angeordnet. Fig. 3 zeigt davon eine vergrösserte Darstellung im Querschnitt« Der Fühler 14 besteht aus einem
Stab 15, der sich, diametral durch den Ansaugkanal senkrecht
zur Flussrichtung der angesaugten Luft (eingezeichnet mit dem Pfeil B) erstreckt. In Fig. 3 ist die Querschnittsform des
Stabes 15 als etwa gleichseitiges Dreieck dargestellt. Es sei jedoch betont, dass der Querschnitt des Stabes 15 die verschiedensten Formell annehmen kann, z.B. dreieckig oder kreisförmig sein kann. Wenn die angesaugte Luft in den Ansaugkanal strömt, wie es In Fig. 3 dargestellt ist, dann bilden sich an der Windschattenseite des Stabes 15, d.h. rechts von diesem,
Karmän-Wirbel aus.

Die Eigenschaften der Karmän-Wirbel sollen nachfolgend unter
Bezugnahme auf Fig. 9 näher erläutert werden. Es ist bekannt, dass, wenn ein Stab 16_S z.B. ein Zylinder, in die Strömung
eines fluiden Mediums (Strömungsrichtung In Fig. 9 mit Pfeil C gekennzeichnet) eingesetzt wird, an der Oberfläche des Stabes 16 eine Grenzschicht-Aufteilung stattfindet. Hierdurch werden abwechselnd an beiden Selten des Stabes 16 alternierend Wirbel erzeugt, so dass Strom-abwärts vom Stab 16 zwei Reihen Wirbel gebildet werden. Benachbarte Wirbel In jeder Reihe weisen dabei jeweils konstanten Abstand voneinander auf. Diese Wirbel werden Kamän-Wirbel genannt. Unter der Annahme, dass es sich um ein
perfektes Fluid handelt _s cLh. es reibungslos und inkompressibel ist, hat von Kärmäzi die hydrodynamischen Eigenschaften dieser

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Wirbel theoretisch untersucht und festgestellt, dass die folgende Beziehung zwischen dem Abstand H der Wirbelreihen und L der Wirbel jeweils in den Reihen (siehe Fig. 9) unabhängig von der Flussgeschwindigkeit des fluiden Mediums stets H/L = 0,2806 beträgt.

In der Folge sind auf der Grundlage dieser Analyse viele Experimente durchgeführt worden. Diese Experimente brachten

2 innerhalb des Bereiches der Reynolds-Zahl Re>10 das Ergebnis:

f · D/U = St

Hierbei bedeutet f die Frequenz des Auftretens der Wirbel, D die charakteristische Länge des Stabes, für den Fall, dass der Stab ein Zylinder ist, ist die charakteristische Länge gleich Durchmesser des Zylinders. U ist die Flussgeschwindigkeit des Fluides, St ist eine dimensionslose Konstante (Strouhal-Zahl), die von der Querschnittsform des Stabes abhängt (ist der Stab ein Zylinder, ist St = 0,21, ist der Stab ein dreieckiges Prisma, ist St = 0,16).

Wenn daher in der Folge die Querschnittsform des Stabes und seine charakteristische Länge bestimmt sind, dann sind die Werte von St und D unwiderruflich festgelegt und die Flussgeschwindigkeit des fluiden Mediums ist direkt proportional der Frequenz des Auftretens der Wirbel. Wenn daher die Frequenz des Wirbelauftretens gemessen werden kann, dann ist es möglich, hieraus die Flussgeschwindigkeit des fluiden Mediums zu bestimmen.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Arten zum Messen der Frequenz des Wirbelauftretens. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Querschnitt der Ansaugleitung 4 kreisförmig. Die Detektoren 17a und 17b sind an der oberen und unteren Seite des/Stabes 15 be-

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festigt. Wenn das fluide Medium in der vom Pfeil angegebenen Richtung strömt, dann findet eine Grenzschicht-Trennung abwechselnd an der oberen und unteren Fläche des Stabes 15 statt. Wenn dies auftritt, wird stromabwärts des Stabes 15 der KSman-Wirbel ausgebildet. Wenn die Grenzschicht-Trennung oberhalb des Stabes 15 stattfindet, dann ist die Geschwindigkeitsverteilung des fluiden Mediums oberhalb der Oberfläche des Stabes 15 verschieden von derjenigen Geschwindigkeitsverteilung, die sich vor der Grenzschicht-Trennung ergibt. Wenn daher ein Thermistor oder Heissdraht-Anemometer für die Detektoren 17a und 17b verwendet wird, dann ändern sich die Temperaturen dieser Detektorelemente entsprechend mit den Differenzen derjenigen Kräfte, die die Detektorelemente kühlen. Diese hängen wiederum von den Unterschieden in den Flussgeschwindigkeiten des fluiden Mediums ab, daher ändert sich auch die Stärke eines elektrischen Stromes entsprechend, der durch die Detektorelemente fliesst. Wenn daher die Detektorelemente 17a und 17b Widerstände einer Brückenschaltung sind, ergibt sich ein elektrisches Ausgangssignal, das eine Frequenz aufweist, die proportional der Frequenz des Auftauchens der Kärman-Wirbel ist. Dieses Signal kann an den Anschlüssen der Brückenschaltung abgenommen werden.

Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für den Fühler gemäss der vorliegenden Erfindung. In der Mitte des Stabes 15 ist ein innerer Hohlraum 19 ausgebildet. Weiterhin ist ein Paar Druckkanäle 18 vorgesehen, die quer zur Strömungsrichtung des fluiden Mediums im Stab 15 sich von dem Hohlraum 19 nach aussen zu der oberen und unteren Oberfläche des Stabes 15 erstrecken.

Im Hohlraum 19 ist eine Druckfühlermembran 20 quer aufgespannt und ein Paar Detektoren 21a und 21b, gebildet aus Dehnungsmessgeräten, ist auf die obere und untere Oberfläche der Druckmess-

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membran 20 geklebt. Wenn gemäss dem vorerwähnten Vorgang eine Grenzschicht-Trennung stattfindet, dann ändert sich die Geschwindigkeitsverteilung des Flusses oberhalb und unterhalb des Stabes 15. Entsprechend ändert sich auch der Druck an den Oberflächen des Stabes 15*abwechselnd. Diese Druckänderung im Fluid wird auf die Druckmessmembran 20 über die Kanäle 18 übertragen und bewirkt ein Vibrieren der Membran 20.

Diese Druckänderung des fluiden Mediums findet jedesmal statt, wenn ein Kärmän-Wirbel auftritt. Daher ändert sich auch jedesmal die Grosse des elektrischen Widerstandes der Detektoren 21a und 21b jedesmal wenn ein Kärmän-Wirbel auftritt. Wenn die Detektoren 21a und 21b Teile einer elektrischen Brückenschaltung sind, dann lässt sich an der Brücke ein Ausgangssignal mit einer Frequenz abgreifen, die proportional der Frequenz des Auftauchens der Kärmän-Wirbel ist. Anstelle von Dehnungsmesseinrichtungen für die Detektoren 21a und 21b können auch auf Biegung ansprechende piezoelektrische Wandler eingesetzt werden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Fühler Der Stab 15 ist mit einer durchgehenden Bohrung 22 versehen, die sich senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums von der oberen zur unteren Oberfläche des Stabes 15 erstreckt. Wenn eine Grenzschicht-Trennung in bereits erwähnter Weise stattfindet, dann · ändert sich der Druck im fliessenden Medium oberhalb und unterhalb des Stabes 15 entsprechend. Auf diese Weise fliesst fluides Medium aufwärts und abwärts in der durchgehenden Bohrung 22 jedesmal wenn ein Kärmän-Wirbel auftritt. Wenn daher ein Detektor 23, wie z.B. ein Thermistor oder ein Heissdraht-Anemometer, in der Innenwandung der durchgehenden Bohrung 22 angeordnet ist, dann entsteht ein elektrisches Ausgangssignal, dessen Frequenz derjenigen des Auftretens der Kärmän-Wirbel entspricht. Dieses Signal kann an den Anschlüssen des Detektors 23 abgenommen werden.

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Wenn nur ein einziger Detektor 23 als variables Bauelement eines Brückenkreises verwendet wird, wie es Fig. 7 zeigt, dann kann dieses Detektorelement 23 nicht die üblichen Änderungen im Temperaturverlauf kompensieren, die als Parameter in die Messung eingehen. Wenn jedoch ein Detektorpaar verwendet wird, wie es die Ausführungsformen der Fig. 5 (Detektoren 17a und 17b) und Fig. 6 (Detektoren 21a und 21b) zeigen, dann kann dieses, in eine Brückschaltung eingesetzt, die unvermeidlichen TemperatürSchwankungen von selbst kompensieren, so dass diese nicht in die Messung eingehen.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Messfühlers 14, der aus einem Stab 24 von kreisförmigem Querschnitt besteht. Wenn die Detektoren 25a und 25b in entsprechenden Lagen an der oberen und unteren Oberfläche des Stabes 24 angebracht sind, dann lassen sich ersichtlich die gleichen Ausgangssignale erzeugen, wie sie die Anordnung nach Fig. 5 ergibt. Durch entsprechende Ausgestaltung in der Art der Fig. 6 und 7 lassen sich jedoch auch jenen Ausführungsbeispielen vergleichbare Messspannungen mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 erzeugen.

Aus der Fig. 4 geht hervor, dass Anschlussdrähte 26, die zu den Detektorelementen 17a und 17b führen, durch ein Loch 27, das sich längs in Stabrichtung in dessen Innerm erstreckt, nach aussen geführt sind. Das elektrischeAusgangssignal, das an den Anschlussdrähten 26 abgenommen werden kann, hat eine Frequenz, die proportional der Frequenz des Auftretens der KArmän-Wirbel ist. Diese Frequenz ist wiederum proportional der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft, die in die Ansaugleitung 4 einströmt. Das elektrische Ausgangssignal an den Anschlussdrähten 26 stellt damit ein Signal dar, dessen Frequenz proportional der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft ist.

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Unter Bezugnahme auf die Fig. T und 2 sei nun erläutert, wie aus diesen Signalen, die mit D dargestellt sind, eine Regelung in bezug auf die Kraftstoffeinspritzung herbeigeführt werden kann.

Fig. 1 zeigt, dass an den Anschlussdrähten 26 ein elektrisches Ausgangssignal D erhältlich ist, das in vorerwähnter Weise die Flussgeschwindigkeit des strömenden Mediums repräsentiert. Das Ausgangssignal D wird einem Begrenzer-Verstärker 30 zugeführt, der daraus ein Impulssignal mit Rechteckimpulsen E erzeugt. Das Impulssignal E hat konstante Breite und wird bei jeder Spitze im Ausgangssignal D erzeugt. Als nächstes wird das Impulssignal E einem Digital-Analog-Wandler 31 zugeführt, in welchem es integriert wird, z.B. über eine Diode von einem Kondensator. Als Ergebnis stellt sich ein, dass die Spannung am Kondensator proportional der Frequenz des Impulssignals E ist, d.h. proportional der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft. Diese Spannung wird einem Operationskreis 32 zugeführt.

Andererseits wird auch eine drehzahlabhängige Grosse verarbeitet. Diese wird von einem hier nicht dargestellten Schalter geliefert, der im Verteiler 28 angeordnet ist. Diesem ist ein Flip-Flop nachgeschaltet, der als Kurvenformer dient. Als Ergebnis entsteht ein Impulssignal F mit einer Impulsbreite, die proportional der Zeitlänge jeder Umdrehung des Motors ist. Dieses Impulssignal F wird einem Digital-Analog-Wandler 33 zugeführt. Der Operationskreis 32 wird vom Digital-Analog-Wandler 33 in der Weise gesteuert, dass nur während des Erscheinens des Impulssignals F im EIN-Zustand ein Ausgangssignal vom Digital-Analog-Wandler 31 dem Operationskreis 32 zugeführt werden kann. Der Operationskreis umfasst einen Integrierkreis mit einem Kondensator, der von einem elektrischen Strom aufgeladen wird, der ihm vom Digital-Analog-Wandler 33 zugeleitet wird, wobei die Stärke dieses Stromes

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proportional der Frequenz des Impulssignales E ist. Man muss hier feststellen, dass die Ladungsgrösse am erwähnten Kondensator auch proportional der Frequenz des Impulssignales E ist. Wenn der erwähnte Kondensator im Integrierkreis entladen wird, dann wird ein Steuerimpuls G einer Breite, die proportional der Entladungszeit des Kondensators ist, im Impulsbreiten-Steuerkreis 34 erzeugt. Die Impulsbreite des Steuerimpulses G entspricht der Einspritzzeit innerhalb der Motorumdrehung, in der Kraftstoff in die Ansaugleitung gespritzt wird. Der Steuerimpuls G tritt weiterhin auch auf, wenn das Impulssignal F in den AUS-Zustand übergeht. Es sei betont, dass die Leitung 50 in Fig. 1 schematisch zu dem Zweck eingezeichnet ist, zu verdeutlichen,dass das Erscheinen des Steuerimpulses G synchron mit dem Zeitmoment erfolgt, in dem das Impulssignal F in den AUS-Zustand übergeht. Die tatsächliche Ausgestaltung des elektronischen Kreises zum Erzielen des erwähnten Synchronismus braucht jedoch keine direkte Verbindung zwischen dem Steuerkreis 34 und dem Verteiler 28 aufzuweisen. Der Steuerimpuls G wird durch einen Verstärker 35 verstärkt und dann dem Elektromagneten zugeleitet, der der Einspritzeinrichtung 7 zugeordnet ist. Der Elektromagnet wird nur während eines Zeitraumes erregt, der der Impulsbreite des Steuerimpulses G entspricht, durch ihn wird das Nadelventil betätigt und Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugleitung 4 findet statt. Diese Kraftstoffeinspritzung muss synchron mit der Öffnungszeit des Einlassventiles 2 erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ausgangssignal D vom Messfühler 14 wird in ein Impulssignal H im Begrenzerverstärker 36 umgeformt. Dieses Impulssignal H wird entsprechend jeder Spitze im Ausgangssignal D erzeugt. Das Impulssignal H wird dann einem Generator 37 zugeführt, der Impulse konstanter Breite erzeugt und von ihm in Steuerimpulse I umgewandelt, die konstante Breite haben.

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Das Auftreten der Steuerimpulse I entspricht demjenigen des Impulssignals H. Die Frequenz des Auftretens des Impulssignals H ist proportional der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft, die in den Ansaugkanal 4 einströmt. Daher ist die Zahl der Steuerimpulse I in der Zeiteinheit proportional der Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft. Die Steuerimpulse I werden durch einen Verstärker 39 verstärkt und dann dem Elektromagneten der Einspritzeinrichtung 7 zugeführt. Der Elektromagnet wird nur während einer Zeitdauer erregt, die der konstanten Impulslänge entspricht. Durch ihn wird das Nadelventil betätigt und Kraftstoff wird in den Ansaugkanal 4 eingespritzt. In diesem Fall wird der Kraftstoff unabhängig vom Öffnungszeitpunkt des Einlassventils 2 eingespritzt. Man versteht jedoch leicht, dass der elektronische Steuerkreis nach Fig. 2 weniger kompliziert aufgebaut ist als jener nach Fig. 1.

Die elektronische!Steuerkreise, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, können auch mit einem weiteren Steuerkreis, z.B. mit dem die Temperatur eines Motors festgestellt ist, gekoppelt werden, wodurch die Impulsbreite des Steuerimpulses oder das Intervall zwischen dem Auftreten der Steuerimpulse in der Weise verändert werden können, dass ein geeignetes Kraftstoff-Luft-Verhältnis entsprechend der Motortemperatur oder den Arbeitsbedingungen der Maschine eingestellt werden kann..

Mit der Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung kann die Flussgeschwindigkeit der angesaugten Luft präzise gemessen werden, hierdurch wird es möglich, ein geeignetes Kraftstoff-Luft-Verhältnis, das den Zylindern zugeführt werden soll, einzustellen. Dies bringt viele Vorteile mit sich, z.B. kann der Motor leicht gestartet werden, schädliche Anteile in den Abgasen können beträchtlich herabgesetzt werden und die Motorleistung kann gesteigert werden.

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Darüber hinaus kann gemäss der vorliegenden Erfindung die Flussgeschwindigkeit der Angesaugten Luft sehr einfach gemessen werden, indem ein dafür bestimmter Messfühler in den Ansaugkanal gebracht wird, der keinerlei bewegliche Teile aufweist. Hierdurch wird eine genauere Messung über einen relativ weiten Bereich möglich. Ausserdem lässt sich ein solcher Messfühler bei Aufrechterhaltung seiner Messgenauigkeit als Massenprodukt leicht herstellen. Es sei betont, dass der Einbau eines solchen stabförmigen Messfühlers in dem Ansaugkanal nur einen vernachlässigbar kleinen Druckverlust hervorruft.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

1.!Steuereinrichtung für die Kraftstoffeinspritzung bei einem Einspritzmotor, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansaugleitung (4) ein Fühler (14) zum Messen der Flussgeschwindigkeit der Ansaugluft angeordnet ist, dem ein Umsetzer (30 bzw. 36 - 39) zum Umwandeln der gewonnenen elektrischen Messgrösse (D) in eine Steuergrösse für die Regelung der in die Ansaugleitung (4) einzuspritzenden Kraftstoffmenge nachgeschaltet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Messfühler (14) eine Kärmansche Wirbel auslösende und detektierende Einrichtung (15) verwendet ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kärmansche Wirbel auslösende Einrichtung aus einem senkrecht zur Gasströmung im Ansaugkanal (4) angeordneten Stab (15, 24) gebildet ist, an oder in dem wenigstens ein elektrischer Wandler (17, 21, 23„ 25) angeordnet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (26) der Wandler (17, 21, 23, 25) an eine elektrische Brückenschaltung angeschlossen sind.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurvenformer (30) vorgesehen ist, dessen Eingang mit einer zum Messfühler (14) führenden Signalleitung (26) verbunden ist, dass der beim Auftreten eines Karman-Wirbels vom Kurvenformer (30) erzeugte Impuls (E) einem ersten Digital-Analog-Wandler (31)

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zugeführt ist, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Operations· kreises (32) verbunden ist,, dass ein zweiter Digital-Analog-Wandler (33) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem anderen Eingang des Operationskreises (32) verbunden ist, und dessen Eingang vom Verteiler (28) des Motors ein Impulssignal erhält, dessen Länge proportional der Umdrehungszeit der Motorkurbelwelle ist, wobei der Operationskreis (32) das Analog-Ausgangs-Signal speichert, dass ein Impulsbreiten-Steuerkreis (34) vorgesehen ist, dessen Ausgangsimpulse eine dem gespeicherten Analogwert proportionale Länge aufweisen, die der Betätigungseinrichtung der Einspritzeinrichtung (7) zugeführt sind.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurvenformer (36) vorgesehen ist, dessen Eingang mit der zum Messfühler (14) führenden Signalleitung (26) verbunden ist, und dessen bei jedem Auftreten eines Karman-Wirbels erzeugter Ausgangsimpuls (H) einem Impulsgenerator (37) freischaltet, der Impulse (I) konstanter Breite erzeugt, deren Anzahl pro Zeiteinheit proportional der Frequenz des Auftretens von Kärmän-Wirbeln ist und die der Betätigungseinrichtung der Einspritzeinrichtung (7) zugeführt sind.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stabes (24) kreisförmig ist und sich der Stab diametral im Innern des Ansaugkanals (4) erstreckt.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Detektoren (17, 25) am Stab (15, 24) auf zwei Oberflächenteilen des Stabes (15, 24) angebracht sind, die

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- 17 der Aufprallfläche der Luftströmung abgewandt sind.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (15) eine senkrecht zur Strömungsrichtung der angesaugten Luft verlaufende, zwei der Luftaufprallfläche des Stabes (15) abgewandte Flächen verbindende Bohrung (22) aufweist, an deren Innenwand ein Detektor (23) angeordnet ist.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,.dass die Detektoren (17, 23, 25) aus · Thermistoren oder Heissdraht-Anemometern bestehen.

11. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (15) eine quer zur Strömungsrichtung der angesaugten Luft verlaufende, zwei der Luftaufprallfläche abgewandte Flächen des Stabes (15) verbindende Bohrung (18) aufweist, die im Innern des Stabes (15) zu einer Kammer (19) erweitert ist, in der sich eine Druckfühlmembran (20) quer erstreckt, die auf beiden Seiten Detektoren (21) trägt.

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet* dass die Detektoren (21) aus Dehnungsmessstreifen oder piezoelektrischen Wandlern bestehen.

13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenformer (30, 36) ein Begrenzerverstärker ist.

14. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei einem Kraftfahrzeugmotor.

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